四川达州，山水流翠、风光旖旎，素有“中国气都、巴人故里”之称，是“川气东送”工程的起点。
今年3月，位于达州的雷页1井试获日产42.66万立方米高产页岩气流，“深地工程·川渝天然气基地”又获重大突破。该井埋深超4000米，是我国首次在二叠系大隆组地层实现海相深层页岩气勘探重大突破，进一步拓宽了四川盆地页岩气勘探领域，有力保障了国家能源安全。
该井的突破，开启了勘探分公司探索四川盆地新区新层系新“蓝金”的新征程。
走向新层系
位于长江上游的四川盆地，在距今4.4亿年的奥陶纪以前，是一片面积近13万平方千米的海洋，海生动物空前繁荣，火山活动频繁，沉积发育富硅高碳的优质页岩，是页岩气的“摇篮”。
在四川盆地，中国石化矿权区内埋深大于3500米的页岩气资源量达5.8万亿立方米，是亟待突破和实现资源战略接替的重要领域。
近年来，勘探分公司在深耕川东南地区五峰—龙马溪组页岩气勘探，发现涪陵页岩气田和綦江页岩气田的同时，大胆“走出志留系，走向新层系”。形成于距今近3亿年、持续演化了4500万年的二叠系，就是其中的主要领域之一。
扮演“开拓者”角色的，是川东北二叠系大隆组页岩，它到底能不能出气？究竟要如何打赢这场硬仗？
“与五峰—龙马溪组页岩相似，大隆组页岩也是分布在川北—川东地区的一套区域性页岩。”勘探分公司页岩气项目部经理魏祥峰说，“但相比五峰—龙马溪组页岩，大隆组页岩储层岩性复杂、厚度较薄，前期的针对性研究较少，缺乏相关工程施工经验，要精准找到页岩‘甜点’、实现测试高产、取得油气勘探突破，挑战极大。”
对此，科研人员不断创新地质理论、升级地震预测技术、攻克关键工程技术，终于实现了雷页1井重大突破。
喷泉状的浸水实验
二叠系大隆组是一套重要的烃源岩。川东北元坝大气田油气来源主要就是大隆组烃源岩，普光大气田的油气来源也同样有大隆组烃源岩。之前，对大隆组的科研重点，集中在烃源岩展布与供烃作用研究等方面。
烃源岩和页岩气层都指向了暗色泥页岩。随埋深增加生成油气暗色泥页岩就是烃源岩，烃源岩生成的天然气外溢后聚集，就是常规气藏；没有外溢的，保留在页岩层内的就是页岩气，这时暗色泥页岩就是页岩气层。
勘探分公司物探研究院总地质师刘珠江说：“基于这样的理论，我们认为，大隆组要是页岩气层，应该有较好的油气显示。”
2016年起，页岩气研究团队以此为切入点，开展针对大隆组的非常规页岩气层的勘探评价基础研究。
在精细复查川北—川东16口老井过程中，他们惊喜地发现川东北普光和南江地区大隆组具有厚度大、油气显示好等特点，具有良好的页岩气层勘探潜力。
2017年，研究团队又系统开展野外地质调查，实测剖面7条、采样1400余件，极大拓展了大隆组实物资料库，进一步深化大隆组页岩认识，精细落实了川东北地区大隆组页岩平面展布。
“扎实的基础研究让我们从理论上找到了答案，但仍需要实践来检验。”刘珠江说。
2019年，部署在川东北南江地区的乐坝1井在大隆组取芯，现场含气量最高达11.5立方米/吨。
“从来没见过喷泉状的浸水实验，听说只在焦石坝五峰—龙马溪组取芯的时候发生过。”目睹了“刺刺”往外冒气的盛况，在涪陵页岩气田发现后才参加工作的勘探分公司海相页岩气室科研人员魏富彬激动不已，“乐坝1井大隆组取芯良好的油气显示，证实了大隆组烃源岩层可作为页岩气层”！
“1字号”的荣耀
“1字号”井，通常是某一区块的第一口探井，属于闯禁区的先驱，成功了就是一片新天地。
乐坝1井大隆组的取芯新发现，给了研究团队新希望。他们乘胜追击，围绕“相带、保存”核心问题，系统开展目标评价。
结合乐坝1井取芯、露头和老井资料，研究团队精细划分对比20口井（剖面）地层、沉积层序，搭建6条区域格架剖面，新编平面图10余幅，落实了川东北大隆组优质页岩展布规律和有利保存区，优选普光雷音铺构造作为突破有利目标。
“如果将川东南五峰—龙马溪组页岩地层比作是一块大肥肉，那么川东北大隆组页岩就更像是一块被挤压的五花肉。”勘探分公司物探研究院院长王威介绍，相比川东南五峰—龙马溪组，大隆组页岩面临两大挑战：一是地层岩性复杂，非均质性强，页岩“甜点”落实难度大；二是区域构造复杂，断裂发育，具有“页岩+构造”双复杂特征，页岩气探井轨迹设计难度非常大。
研究团队利用老井资料开展精细地震标定，加强地震正演分析，系统总结了大隆组不同典型沉积相地震响应特征，结合多维波形分类技术，圈定优质页岩发育有利目标区；通过研发分频迭代高分辨率反演技术，预测了优质页岩厚度变化及空间展布，落实了页岩“甜点”区，于2020年在普光地区部署了第一口页岩气专探井——雷页1井。
“作为复杂构造区新层系的‘1字号’井，部署仅算开了个头，钻井遇到的难题一点不比部署少。”勘探分公司物探研究院总工程师陈超说。
在该井导眼井钻探过程中，页岩气研究团队组建了现场跟踪小组，开展单井精细评价，历时两个月完成全井段120余米岩芯的分析描述，开展测试化验1200余次，明确了有利岩相特征，进一步深化了页岩发育和成储机理认识，并明确了侧钻水平井靶窗段。
“雷页1井导眼井实钻大隆组页岩厚度、页岩品质与前期地震预测完全一致，证实了前期‘甜点’技术的适用性。”陈超说，“但新问题随之而来，实钻地层构造与地震资料差异较大，水平井轨迹设计成为一大难题。”
为此，勘探分公司组建地质、测井、地震等多学科联合攻关团队，基于最新资料建立起井旁构造模型，迅速开展速度扫描和快速偏移成像攻关，耗时不到两周就精细落实了井周构造细节特征，确定了水平井方案。
功夫不负有心人，雷页1井水平段钻长1315米，优质页岩钻遇率100%，实现了打成井、打好井的目标。
“铁板”里开出新天地
页岩和铁板一样，需要压裂才能开发，但雷页1井大隆组页岩岩性非均质性强、埋深大、构造复杂，即使有20多年现场施工经验，勘探分公司元坝项目部党支部书记高航献面对前所未有的难题，也感觉压力很大，这又是一场攻坚战。
果然，施工过程中出现了施工时间长，砂量、液量大，施工排量大、压力高，安全风险大，设备维护工作量大等难题。
没有压裂施工经验，研究团队就充分调研国内外二叠系页岩压裂施工方法；新层系页岩岩性复杂，他们就利用雷页1井大隆组实钻取芯资料，开展大量岩石物理试验，明确大隆组可压性特征；新区构造复杂，他们建立地质模型，开展大规模裂缝扩展数值模拟研究，形成合适的压裂工艺参数；目的层埋深大，他们充分借鉴前期在五峰—龙马溪组深层页岩积累的压裂施工经验，结合实际特点，形成了“多段密缝+前置扩缝+超前打磨+阶梯提排+多级中顶+多粒径长段塞”的二叠系海相页岩复杂岩性组合深层页岩气层“穿层扩体”压裂技术。
“新的压裂技术在雷页1井前7段压裂施工中收到了设计效果，中途放喷产量好于预期。”勘探分公司工程技术管理部测试室副主任段华说，“及格从来不是我们的追求，我们要争取拿到更高的分数。”
雷页1井前7段压裂施工完成后，勘探分公司迅速组织地质、工程技术专家和现场施工单位开展成果分析，总结前7段压裂施工的经验，优化了后续压裂施工工艺。
经过至暗时刻，迎来希望曙光。在新技术新工艺加持下，雷页1井大隆组测试获高产页岩气流，首次在国内实现了二叠系大隆组海相深层页岩气勘探重大突破，创国内二叠系海相页岩气最高测试产量纪录。
